Avvio per trasmettere energia dallo spazio

Una startup sta cercando di generare energia nello spazio da utilizzare sulla Terra, una vecchia idea che non è mai stata sperimentata, soprattutto perché è troppo costosa, ma anche perché le persone sono preoccupate che possa friggere gli uccelli in volo.

Credito: Mafic Studios

Una delle maggiori sfide a lungo termine con l'energia solare è che non funziona bene quando è nuvoloso e smette di funzionare del tutto di notte. La maggior parte delle soluzioni proposte ha a che fare con l'immagazzinamento di energia dal sole, ma un modo più esotico per aggirare questo problema, proposto per la prima volta alla fine degli anni '60, prevede di posizionare i pannelli solari nello spazio dove il sole splende sempre. L'energia verrebbe quindi trasmessa sulla Terra sotto forma di una sorta di onde elettromagnetiche, probabilmente laser o microonde, a una stazione a terra che potrebbe quindi fornire energia ai clienti sulle linee di trasmissione esistenti. Il governo ha speso 80 milioni di dollari per decenni per studiare questo approccio, ma finora non sono stati costruiti impianti pilota.

Ora Solare Corporation, una startup con sede a Manhattan Beach, in California, sta cercando di far decollare l'idea. Sta lavorando con l'utility californiana Pacific Gas and Electric (PG&E), che intende stipulare un contratto di compravendita di energia con la società. Se l'accordo sarà approvato dalle autorità di regolamentazione, a partire dal 2016, l'utility acquisterà 200 megawatt di energia da Solaren a un prezzo non divulgato, ovvero se la startup riuscirà a portare un sistema nello spazio e a funzionare entro tale data. L'azienda ha già selezionato un sito in California per la stazione ricevente; non ha detto esattamente dove, ma sarà vicino a una sottostazione PG&E e non richiederà linee di trasmissione a lunga distanza.

Solaren non ha rilasciato molti dettagli sul sistema. Il CEO Gary Spirnak afferma che è concettualmente la stessa della tecnologia satellitare per le comunicazioni: utilizza pannelli solari per generare elettricità, che viene inviata sulla Terra sotto forma di onde radio, che vengono ricevute dalle antenne sulla Terra. In un Domande e risposte pubblicato da PG&E, ha affermato che il design è un significativo allontanamento dagli sforzi passati, quindi sarà economicamente fattibile. Il primo sistema sarà secondo quanto riferito essere in grado di generare 1.000 megawatt, circa le dimensioni di molte centrali elettriche convenzionali. L'azienda dovrà raccogliere miliardi di dollari per costruire l'impianto. Al momento ha solo 10 dipendenti.

Secondo un 2007 rapporto (PDF) dal governo federale Ufficio spaziale per la sicurezza nazionale , il solare spaziale è ora tecnicamente fattibile grazie ai progressi nelle celle solari e nella robotica per l'edilizia, tra le altre cose. Ma i progetti che ha preso in considerazione sarebbero troppo costosi per fornire il tipo di alimentazione di base per uso generico che Solaren intende vendere. Invece, l'ufficio del governo ha raccomandato che i primi sistemi siano sviluppati per trasmettere energia alle truppe nelle basi militari avanzate, dal momento che i militari possono permettersi di pagare un premio. In questo momento, tali basi devono pagare un ordine di grandezza in più per la loro elettricità rispetto alla maggior parte dei clienti. L'energia potrebbe anche essere utilizzata per produrre combustibili sintetici per compensare il diesel e il carburante per aerei che possono costare 20 dollari al gallone in una zona di guerra.

Anche allora, il rapporto era scettico sul successo economico delle prime centrali elettriche spaziali. I lanci di razzi da soli potrebbero essere un grosso problema: il rapporto stima che la costruzione di una sola centrale elettrica richiederebbe 120 lanci, mentre gli Stati Uniti ne lanciano solo circa 15 all'anno (a partire dal 2007). Anche con il [Dipartimento della Difesa] come cliente inquilino di riferimento a un prezzo di $ 1-2 per chilowattora … quando si considerano i rischi di implementare una nuova tecnologia spaziale non provata e altri importanti rischi aziendali, il business case per [il solare spaziale power] non sembra ancora essere vicino nel 2007 con le capacità attuali (principalmente i costi di lancio), afferma il rapporto.

Solaren afferma di aver affrontato questi costi di lancio con il suo nuovo design. Esso secondo quanto riferito può costruire la sua prima centrale con solo quattro o cinque lanci.

Un'altra preoccupazione comune è la sicurezza. Ritrasmettere enormi quantità di energia danneggerà gli uccelli o gli aeroplani che attraversano il percorso di un raggio? O cosa succede se il raggio non è puntato correttamente e invia il suo potere nel mezzo di una città? Secondo il rapporto del governo, queste preoccupazioni sono infondate. Nel sistema che ha analizzato, l'intensità del raggio sarebbe approssimativamente [un sesto] della luce solare di mezzogiorno, con la potenza assorbita da un'ampia schiera di antenne. Poiché i raggi a microonde sono costanti e le efficienze di conversione sono elevate, possono essere irradiati a densità sostanzialmente inferiori a quella della luce solare e fornire comunque più energia per area di utilizzo del suolo rispetto all'energia solare terrestre, che in confronto genera solo elettricità circa un quarto della tempo, diceva il rapporto. L'intensità sarebbe inferiore all'intensità delle microonde consentite dagli standard degli elettrodomestici per fuoriuscire dai forni a microonde, afferma il rapporto. [Aggiornamento: questo non sembra essere accurato. Se l'energia è davvero un sesto dell'energia del sole, come sottolineerà exaerospaceace, questo sarebbe circa tre volte il limite consentito per le microonde. Ma un sesto dell'energia del sole non sembra ancora troppo pericoloso. Naturalmente, il sole può causare brutte ustioni se ci stai fuori troppo a lungo. È meglio non sostare sotto la trave.] Se la trave dovesse vagare su una città, i risultati sarebbero anticlimatici, afferma il rapporto.

Ma anche se Solaren può raccogliere i soldi di cui ha bisogno e convincere le persone che il sistema è sicuro, potrebbe comunque incontrare l'opposizione di altri governi in tutto il mondo, ad esempio, molti governi saranno preoccupati che possa essere usato come arma. La complessità della negoziazione di qualsiasi tipo di accordo legale e politico internazionale necessario per lo sviluppo dell'energia solare spaziale richiederà una notevole quantità di tempo (5-10 anni), afferma il rapporto.

Alla fine, a causa dei numerosi ostacoli alla tecnologia, il rapporto raccomanda al governo di costruire un impianto pilota per dimostrare la tecnologia, suggerendo che solo il governo ha le risorse per realizzarla. Dice che in seguito, una volta che la tecnologia sarà comprovata e i costi per i lanci diminuiranno, potrebbe diventare economicamente sostenibile. Solaren sembra pensare di aver trovato il modo di aggirare questi problemi. Sarà interessante vedere cosa se ne usciranno. Per ora, è difficile vedere l'accordo con PG&E come un marketing più che intelligente per l'azienda e l'utility.

Credito: Mafic Studios

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